(57)【要約】プリズム回転調節機構、及びフォトリソグラフィ装置の露光システム、及びフォトリソグラフィ装置であって、ここで、プリズム回転調節機構は、フレーム（２００）と、フレキシブル機構（１００）と、駆動機構と、を有し、フレキシブル機構（１００）は、順次フレキシブルにヒンジ連結される固定部品（１１０）、駆動部品（１２０）、接続部品（１３０）、及び揺動部品（１４０）を有し、固定部品（１１０）は、フレーム（２００）に固定され、駆動機構は、フレーム（２００）に固接され、かつ駆動部品（１２０）に接続され、揺動部品（１４０）にはプリズムが固定され、揺動部品（１４０）と固定部品（１１０）とのヒンジ連結軸は、プリズムの回転中心である。このようなプリズム回転調節機構は、フレキシブル機構を採用して四角形のフレキシブルヒンジ構造を構成し、駆動機構により駆動部品を直線駆動し、直線運動を回転運動に変換し、回転運動の制御をさらに正確にし、プリズムの回転制御精度を高めることができるとともに、プリズムの回転中心は、揺動部品と固定部品とのヒンジ連結軸であり、回転中心位置が安定することを保証し、回転調節過程でクロストークが生じることを防ぎ、プリズムの回転制御精度をさらに高めることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリズム回転調節機構であって、
フレームと、フレキシブル機構と、駆動機構と、を有し、
前記フレキシブル機構は、順次フレキシブルにヒンジ連結される固定部品、駆動部品、接続部品、及び揺動部品を有し、
前記固定部品は、フレームに固定され、
前記駆動機構は、前記フレームに固接され、かつ前記駆動部品に接続され、
前記揺動部品は、プリズムを固定するためのものであり、
前記揺動部品と前記固定部品とのヒンジ連結軸は、前記プリズムの回転中心に対応する、ことを特徴とするプリズム回転調節機構。
【請求項２】
前記固定部品の一端は、前記駆動部品の中央にフレキシブルにヒンジ連結され、
前記駆動部品の一端は、前記接続部品の一端にフレキシブルにヒンジ連結され、他端は、自由端であり、
前記接続部品の他端は、前記揺動部品にフレキシブルにヒンジ連結され、
前記揺動部品の中央は、前記固定部品にフレキシブルにヒンジ連結される、ことを特徴とする請求項１に記載のプリズム回転調節機構。
【請求項３】
前記駆動機構は、前記自由端に接続される、ことを特徴とする請求項２に記載のプリズム回転調節機構。
【請求項４】
プリテンション手段をさらに有し、
前記プリテンション手段の一端は、前記固定部品に接触し、他端は、前記自由端に固定される、ことを特徴とする請求項２に記載のプリズム回転調節機構。
【請求項５】
前記プリテンション手段は、バネを採用し、
前記バネの一端は、前記固定部品に接触し、他端は、前記自由端に固定される、ことを特徴とする請求項４に記載のプリズム回転調節機構。
【請求項６】
検出手段、及び検出手段に対応する検出支持ラックをさらに有し、
前記検出支持ラックは、前記揺動部品に垂直に接続され、
前記検出手段は、前記フレームに固定され、かつ前記駆動機構とともに閉ループ制御システムを構成する、ことを特徴とする請求項１に記載のプリズム回転調節機構。
【請求項７】
前記検出支持ラックは、前記固定部品を貫通した後、前記検出手段を位置合わせする、ことを特徴とする請求項６に記載のプリズム回転調節機構。
【請求項８】
前記駆動機構は、駆動装置支持ラック、及び駆動装置支持ラックに装着される駆動手段を有し、
前記駆動装置支持ラックは、前記フレームに固接され、
前記駆動手段は、前記駆動部品まで接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のプリズム回転調節機構。
【請求項９】
前記駆動手段は、圧電セラミックモータを採用する、ことを特徴とする請求項８に記載のプリズム回転調節機構。
【請求項１０】
前記固定部品、駆動部品、接続部品、及び揺動部品はいずれもブロック状構造を採用する、ことを特徴とする請求項１に記載のプリズム回転調節機構。
【請求項１１】
前記固定部品、駆動部品、接続部品、及び揺動部品は、一体型構造である、ことを特徴とする請求項１または１０に記載のプリズム回転調節機構。
【請求項１２】
フォトリソグラフィ装置の露光システムであって、
投影対物レンズ、及び、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のプリズム回転調節機構を有し、
前記投影対物レンズは、複数のプリズムを有し、
前記プリズムは、前記プリズム回転調節機構に固定される、ことを特徴とするフォトリソグラフィ装置の露光システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のフォトリソグラフィ装置の露光システムを有する、ことを特徴とするフォトリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィ設備に関し、特に、プリズム回転調節機構、及びフォトリソグラフィ装置の露光システム、及びフォトリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ技術は、フォトマスクパターンを露光して基板上に画像形成する工程技術である。フォトリソグラフィ過程において、基板はワークステージに置かれ、フォトリソグラフィ設備内に位置する露光装置により、フォトマスクパターンを基板表面に投射する。露光は、フォトリソグラフィ工程の重要な段階であり、露光方法は、密着型、近接型、投影型、直描型に分けられる。投影型露光は、フォトマスクプレートとフォトレジストの間に光学系の集束光を使用して露光を実現するものである。投影フォトリソグラフィは、大規模集積回路の製造にとって重要な意義がある。投影対物レンズは、投影フォトリソグラフィ装置の画像伝達能力を決定するものであり、フォトリソグラフィ装置の核心的なものである。投影対物レンズは通常、プリズムを採用して光路に処理を行う。
【０００３】
露光システムの露光過程において、フォトマスクプレート表面には異なる程度の変形（加工誤差や重力クランプによる変形などを含む）及び環境変化の影響が存在し、像面を理想的な画像形成位置からずらしてしまう。直角プリズム付きの反射屈折型対物レンズにおいては、調節機構を使用して直角プリズムの位置を調整することで像面の位置を調節し、画像形成品質を保証することが必要となる。
【０００４】
既存の技術の対物レンズ調節機構は、対物レンズのプリズム上に圧電セラミックモータが直接接続され、圧電セラミックモータによりプリズムの平行移動及び回転を直接駆動するものである。このような技術を採用すると、プリズムに対する対物レンズ調節機構の制御精度は、圧電セラミックモータの制御精度により決定され、制御精度上で制限を受けてしまうことになり、しかもプリズムの回転調節過程においては、二つの圧電セラミックモータを同時に調節することが必要であり、このようにして初めて調節過程でプリズムにクロストークがないことが保証できる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、プリズムの回転調節精度を高め、しかも調節過程においてクロストークがないプリズム回転調節機構、及びフォトリソグラフィ装置の露光システム、及びフォトリソグラフィ装置を提供することである。
【０００６】
上述の目的を実現するために、本発明は、以下のような技術的解決手段を採用して実現される。プリズム回転調節機構であって、フレームと、フレキシブル機構と、駆動機構と、を有し、前記フレキシブル機構は、順次フレキシブルにヒンジ連結される固定部品、駆動部品、接続部品、及び揺動部品を有し、前記固定部品は、フレームに固定され、前記駆動機構は、前記フレームに固接され、かつ前記駆動部品に接続され、前記揺動部品は、プリズムを固定するためのものであり、前記揺動部品と前記固定部品とのヒンジ連結軸は、前記プリズムの回転中心に対応する。
【０００７】
好ましくは、前記固定部品の一端は、前記駆動部品の中央にフレキシブルにヒンジ連結され、前記駆動部品の一端は、前記接続部品の一端にフレキシブルにヒンジ連結され、他端は、自由端であり、前記接続部品の他端は、前記揺動部品にフレキシブルにヒンジ連結され、前記揺動部品の中央は、前記固定部品にフレキシブルにヒンジ連結される。
【０００８】
さらに、前記駆動機構は、前記自由端に接続される。
【０００９】
さらに、プリテンション手段を有し、前記プリテンション手段の一端は、前記固定部品に接触し、他端は、前記自由端に固定される。
【００１０】
さらに、前記プリテンション手段は、バネを採用し、前記バネの一端は、前記固定部品に接触し、他端は、前記自由端に固定される。
【００１１】
好ましくは、検出手段、及び検出手段に対応する検出支持ラックをさらに有し、前記検出支持ラックは、前記揺動部品に垂直に接続され、前記検出手段は、前記フレームに固定され、かつ前記駆動機構とともに閉ループ制御システムを構成する。
【００１２】
さらに、前記検出支持ラックは、前記固定部品を貫通した後、前記検出手段を位置合わせする。
【００１３】
好ましくは、前記駆動機構は、駆動装置支持ラック、及び駆動装置支持ラックに装着される駆動手段を有し、前記駆動装置支持ラックは、前記フレームに固接され、前記駆動手段は、前記駆動部品まで接続される。
【００１４】
さらに、前記駆動手段は、圧電セラミックモータを採用する。
【００１５】
好ましくは、前記固定部品、駆動部品、接続部品、及び揺動部品はいずれもブロック状構造を採用する。
【００１６】
好ましくは、前記固定部品、駆動部品、接続部品、及び揺動部品は、一体型構造である。
【００１７】
既存の技術と比較して、本発明のプリズム回転調節機構は、フレキシブル機構を採用して四角形のフレキシブルヒンジ構造を構成し、駆動機構により駆動部品を直線駆動し、接続部品及び固定部品により揺動部品まで伝動され、ひいては駆動機構の直線運動を伝動して揺動部品の回転運動に変換し、プリズムに揺動部品に伴う回転運動が生じるようにし、回転運動の制御をさらに正確にし、プリズムの回転制御精度を高めることができるとともに、プリズムの回転中心は、揺動部品と固定部品とのヒンジ連結軸であり、回転中心位置が安定することを保証し、回転調節過程でクロストークが生じることを防ぎ、プリズムの回転制御精度をさらに高めることができる。
【００１８】
上述の目的を実現するために、本発明は、フォトリソグラフィ装置の露光システムをさらに提供するものであり、投影対物レンズ、及び前記プリズム回転調節機構を有し、前記投影対物レンズは、複数のプリズムを有し、前記プリズムは、前記プリズム回転調節機構に固定される。
【００１９】
既存の技術と比較して、本発明のフォトリソグラフィ装置の露光システムは、前記プリズム回転調節機構により、直線駆動を回転運動に変換し、回転運動の制御をさらに正確にし、プリズムの回転制御精度を高めることができるとともに、プリズムの回転中心は、揺動部品と固定部品とのヒンジ連結軸であり、回転中心位置が安定することを保証し、回転調節過程でクロストークが生じることを防ぎ、プリズムの回転制御精度をさらに高めることができる。
【００２０】
上述の目的を実現するために、本発明は、フォトリソグラフィ装置をさらに提供するものであり、前記フォトリソグラフィ装置は、前記フォトリソグラフィ装置の露光システムを有する。
【００２１】
既存の技術と比較して、本発明のフォトリソグラフィ装置は、前記プリズム回転調節機構により、直線駆動を回転運動に変換し、回転運動の制御をさらに正確にし、プリズムの回転制御精度を高めることができるとともに、プリズムの回転中心は、揺動部品と固定部品とのヒンジ連結軸であり、回転中心位置が安定することを保証し、回転調節過程でクロストークが生じることを防ぎ、プリズムの回転制御精度をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例におけるプリズム回転調節機構の構造概略図である。
【図２】本発明の実施例におけるフレキシブル機構の構造概略図である。
【図３】本発明の実施例におけるフレキシブル機構のヒンジ連結軸の構造概略図である。
【図４】本発明のプリズム回転調節機構の原理概略図である。
【図５】本発明のプリズム回転調節機構の制御精度の検出データチャートである。
【図６】本発明のプリズム回転調節機構のモードテストのテスト結果チャートである。
【００２３】
図中：１００、フレキシブル機構；１１０、固定部品；１１１、固定部品貫通孔；１２０、駆動部品；１２１、駆動部品貫通孔；１３０、接続部品；１４０、揺動部品；２００、フレーム；３００、駆動装置支持ラック；４００、駆動手段；５００、プリテンション手段；６００、検出手段；７００、検出支持ラック；Ｋ１、第１ヒンジ連結軸；Ｋ２、第２ヒンジ連結軸；Ｋ３、第３ヒンジ連結軸；Ｋ４、第４ヒンジ連結軸；α、駆動部品偏向角；β、揺動部品偏向角。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に図面を踏まえて本発明を詳細に説明する。
【００２５】
図１から図３のように、本発明のプリズム回転調節機構であって、フレーム２００と、フレキシブル機構１００と、駆動機構と、を有し、前記フレキシブル機構１００は、順次フレキシブルにヒンジ連結される固定部品１１０、駆動部品１２０、接続部品１３０、及び揺動部品１４０を有し、前記固定部品１１０、駆動部品１２０、接続部品１３０、及び揺動部品１４０はいずれもブロック状構造を採用する。前記固定部品１１０は、フレーム２００に固定される。前記駆動機構は、駆動装置支持ラック３００、及び駆動装置支持ラック３００に装着される駆動手段４００を有し、前記駆動装置支持ラック３００は、フレーム２００に固接され、前記駆動手段４００は、前記駆動部品１２０まで接続される。前記駆動手段４００は、圧電セラミックモータを採用する。前記固定部品１１０の一端は、駆動部品１２０の中央にフレキシブルにヒンジ連結され、前記駆動部品１２０の一端は、接続部品１３０の一端にフレキシブルにヒンジ連結され、他端は、自由端であり、前記接続部品１３０の他端は、揺動部品１４０にフレキシブルにヒンジ連結され、前記揺動部品１４０の中央は、固定部品１１０にフレキシブルにヒンジ連結される。前記揺動部品１４０にはプリズムが固定され、前記揺動部品１４０と固定部品１１０とのヒンジ連結軸は、プリズムの回転中心である。
【００２６】
本発明のプリズム回転調節機構は、フレキシブル機構１００を採用して四角形のフレキシブルヒンジ構造を構成し、駆動機構により駆動部品１２０を直線駆動し、接続部品１３０及び固定部品１１０により揺動部品１４０まで伝動され、ひいては駆動機構の直線運動を伝動して揺動部品１４０の回転運動に変換し、揺動部品１４０上のプリズムに揺動部品１４０に伴う回転運動が生じるようにし、回転運動の制御をさらに正確にし、プリズムの回転制御精度を高めることができるとともに、プリズムの回転中心は、揺動部品１４０と固定部品１１０とのヒンジ連結軸であり、回転中心位置が安定することを保証し、回転調節過程でクロストークが生じることを防ぎ、プリズムの回転制御精度をさらに高めることができる。前記フレキシブル機構１００は、フレキシブルヒンジ連結方法を採用して接続され、四角形ヒンジ連結を回転して伝動できるとともに、機械的なヒンジ構造に隙間が生じること、装着しにくいことなどの欠点を防ぎ、回転の制御をさらに正確にできる。
【００２７】
前記駆動機構の駆動手段４００と駆動部品１２０との接続方法は、接触型接続を採用してもよく、または方向転換構造により接続してもよく、駆動手段４００の直線運動を駆動部品１２０の回転運動に変換する。接触型接続を採用する場合、駆動手段４００の異なるプロセスにより駆動部品１２０の異なる回転角度を制御することで、揺動部品１４０上のプリズムの回転制御に適用される。
【００２８】
主に図面４を参照して説明すると、固定部品１１０と駆動部品１２０とのヒンジ連結軸は、第１ヒンジ連結軸Ｋ１であり、駆動部品１２０と接続部品１３０とのヒンジ連結軸は、第２ヒンジ連結軸Ｋ２であり、接続部品１３０と揺動部品１４０とのヒンジ連結軸は、第３ヒンジ連結軸Ｋ３であり、揺動部品１４０と固定部品１１０とのヒンジ連結軸は、第４ヒンジ連結軸Ｋ４であり、前記第１、第２、第３、第４ヒンジ連結軸Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４は、溝を形成することで構成されることができる。具体的には、前記固定部品１１０と駆動部品１２０との間は、前記第１ヒンジ連結軸Ｋ１を除き、その他部分にはそれぞれ溝を形成する処理がなされ、固定部品１１０及び駆動部品１２０をフレキシブルにヒンジ連結し、第２、第３、第４ヒンジ連結軸Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４は同様の方法で形成される。
【００２９】
さらに、前記固定部品１１０、駆動部品１２０、接続部品１３０、及び揺動部品１４０は、一体型構造であり、上述第１、第２、第３、第４ヒンジ連結軸Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４の位置を予め設定した後、該一体型構造に溝を形成する処理を行えばよい。
【００３０】
駆動部品１２０の自由端が駆動手段４００の駆動力Ｆの作用を受けたとき、駆動部品１２０と接続部品１３０とのヒンジ連結端にずれが生じ、駆動部品偏向角αが設定され、接続部品１３０は、運動を揺動部品１４０へ伝動し、揺動部品１４０にずれが生じ、揺動部品偏向角βとなる。プリズムは揺動部品１４０に固定され、かつプリズムの回転中心は、揺動部品１４０と固定部品１１０とのヒンジ連結軸であるので、プリズムに揺動部品１４０に伴うずれが生じ、偏向角度は、揺動部品偏向角βの値と同じである。プリズムの回転調節過程において、揺動部品偏向角βの値のみ制御すれば、プリズムの回転に対する正確な制御を実現できる。
【００３１】
好ましくは、図１に参照されるように、前記プリズム回転調節機構は、検出手段６００、及び検出手段６００に対応する検出支持ラック７００をさらに有し、前記検出支持ラック７００は、前記揺動部品１４０に垂直に接続され、前記検出支持ラック７００は、固定部品１１０に位置する固定部品貫通孔１１１を通過した後、前記検出手段６００を位置合わせする。前記検出手段６００は、フレーム２００に固定され、かつ前記駆動機構とともに閉ループ制御システムを構成する。
【００３２】
上述の技術を採用すると、検出手段６００が駆動機構と閉ループ制御システムを構成することで、プリズムの回転変位にフィードバック制御を形成し、回転状態を常にモニタリングし、回転変位を駆動機構へ伝送して、駆動機構の駆動制御をさらに正確にし、本プリズム回転調節機構の制御精度を高めることができる。
【００３３】
好ましくは、前記プリズム回転調節機構は、プリテンション手段５００をさらに有し、前記プリテンション手段５００は、バネを採用し、前記バネの一端は、前記固定部品１１０に接触し、他端は、駆動部品１２０に位置する駆動部品貫通孔１２１を通過した後、前記自由端に固定される。
【００３４】
上述の技術を採用すると、プリテンション手段５００により、駆動部品１２０及び揺動部品１４０が初期位置で逆方向のプリテンション力を受けるようになり、プリズムの回転の調節範囲を向上させることができ、また、プリズム回転調節機構の剛性を高めることができ、プリズム回転調節機構のモードを高め、高次の状態に達することができる。
【００３５】
図５は、本発明のプリズム回転調節機構の制御精度の検出データチャートであり、採用された検出機器はレーザ干渉計であり、ここで、横座標は、センサのずれ位置を示し、縦座標は、回転運動の制御精度誤差を示す。図５から、本発明のプリズム回転調節機構の精度誤差は、０．３４μｒａｄ以下に制御でき、既存の対物レンズ調節機構と比較して、回転運動の制御精度を大幅に高めることができることがわかる。これは、駆動手段４００の作用モーメントアームが長く、駆動部品１２０の駆動モーメントアームと作用モーメントアームの比例関係を向上させることができ、運動過程をさらに最適化し、制御精度を明らかに高めるからである。
【００３６】
図６に示すのは、本発明のプリズム回転調節機構のモードテストのテスト結果チャートであり、採用された検出機器は、モードテスト機器であり、ここで、横座標は、周波数を示し、縦座標は、応答幅の値を示す。図６から、本プリズム回転調節機構に振動テストを行うことにより、そのモードが６５５Ｈｚであることが測定され、構造モードが高次モードであることがわかる。従って、本発明のプリズム回転調節機構は、高次モード機構であり、振動応答特性を高め、プリズムの回転制御精度をさらに高めることができる。
【００３７】
図１から図３に参照されるように、本発明は、フォトリソグラフィ装置の露光システムをさらに提供するものであり、投影対物レンズ（図示せず）、及び前記プリズム回転調節機構を有し、前記投影対物レンズは、複数のプリズムを有し、前記プリズムは、前記プリズム回転調節機構に固定される。前記プリズム回転調節機構により、直線駆動を回転運動に変換し、回転運動の制御をさらに正確にし、プリズムの回転制御精度を高めるとともに、プリズムの回転中心は、揺動部品１４０と固定部品１１０とのヒンジ連結軸であり、回転中心位置が安定することを保証し、回転調節過程でクロストークが生じることを防ぎ、プリズムの回転制御精度をさらに高めることができる。
【００３８】
図１から図３を参照し、本発明は、前記フォトリソグラフィ装置の露光システムを有するフォトリソグラフィ装置をさらに提供する。前記プリズム回転調節機構により、直線駆動を回転運動に変換し、回転運動の制御をさらに正確にし、プリズムの回転制御精度を高めるとともに、プリズムの回転中心は、揺動部品１４０と固定部品１１０とのヒンジ連結軸であり、回転中心位置が安定することを保証し、回転調節過程でクロストークが生じることを防ぎ、プリズムの回転制御精度をさらに高めることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2019502164.tif 000009
2019502164.tif 000010
2019502164.tif 000011
2019502164.tif 000012
2019502164.tif 000013
2019502164.tif 000014